[發(fā)明專利]二硫代氨基甲酸鹽改性磁性微球的制備方法及應(yīng)用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110153496.2
• 申請(qǐng)日: 2011-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN102319558A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡力鋒;錢浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 莆田學(xué)院;福建省莆田溢詩(shī)新能源有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/22
• 分類號(hào): B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C08F292/00;C08F8/34;C02F1/28;C02F103/16;C02F101/20
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有螯合吸附重金屬離子功能的磁性微球的制備方法及其應(yīng)用，更具體的說(shuō)涉及一種二硫代氨基甲酸鹽改性磁性微球的制備方法及其在電鍍廢水處理中的應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

電鍍廢水中含量較多的重金屬離子為鉻、鎳、銅、鋅、鎘等，它們具有很強(qiáng)的毒性，對(duì)人、動(dòng)物和農(nóng)作物等都會(huì)造成嚴(yán)重的危害。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)電鍍工業(yè)迅速發(fā)展，每年排出電鍍廢水約40億m³，電鍍行業(yè)逐漸成為當(dāng)前主要的污染工業(yè)之一，因此，電鍍廢水的治理己刻不容緩。

一般電鍍廢水經(jīng)調(diào)整pH值后，再經(jīng)沉淀、過(guò)濾，就能達(dá)到出水要求，但是當(dāng)金屬離子被強(qiáng)配合劑配合以后，由于配離子的強(qiáng)穩(wěn)定性，將不能完全形成氫氧化物沉淀，導(dǎo)致出水金屬離子不達(dá)標(biāo)。在電鍍過(guò)程中，為了增強(qiáng)鍍液的分散能力進(jìn)而達(dá)到良好鍍層的效果，往往需要在鍍液中添加一些配合劑，如氨三乙酸、乙二胺、酒石酸鹽、檸檬酸鹽、三乙醇胺、EDTA等，這些配合劑能與金屬離子結(jié)合生成強(qiáng)穩(wěn)定態(tài)的配合物，尤其當(dāng)廢水中的金屬離子含量較高時(shí)，重金屬離子與配體配合穩(wěn)定，當(dāng)這些電鍍液被廢棄以后，需要對(duì)其處理后方可排放。

但是，采用常規(guī)的中和沉淀、混凝和吸附等處理方法，難以達(dá)到良好的去除重金屬離子的效果，國(guó)內(nèi)外目前研究較多的是通過(guò)預(yù)先破除配合離子的穩(wěn)定架構(gòu)，使重金屬離子游離出來(lái)，再進(jìn)行中和沉淀方可提高重金屬離子的去除率。但此方法操作繁瑣，投資較大，且脫除的重金屬離子無(wú)法回收利用。

因此，研制開發(fā)出高效、快速、簡(jiǎn)易、低成本的分離方法，實(shí)現(xiàn)電鍍廢水中重金屬離子的分離和回收成為各國(guó)學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著磁性微球的出現(xiàn)，為分離工程提供了一條嶄新的思路，通過(guò)磁分離的手段分離，富集目標(biāo)產(chǎn)物，工藝簡(jiǎn)單，效率較高。基于磁性微球本身較高的比表面積，可以為特征官能團(tuán)之間的親和提供了較大的接觸面積，極大地提高了磁性微球?qū)δ繕?biāo)產(chǎn)物的選擇性識(shí)別程度，這也使高效、完全分離目標(biāo)產(chǎn)物成為可能。故研究磁性微球的制備及其表面功能化設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而探討其在電鍍廢水處理中的應(yīng)用具有重要的意義。

有鑒于此，本發(fā)明人針對(duì)目前在對(duì)電鍍廢水進(jìn)行廢水處理時(shí)的上述缺陷深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種二硫代氨基甲酸鹽改性磁性微球的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)在電鍍廢水中金屬離子被強(qiáng)配合劑配合后而無(wú)法徹底導(dǎo)出的問(wèn)題。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

二硫代氨基甲酸鹽改性磁性微球的制備方法，包括如下步驟：

①、在惰性氣體保護(hù)下，采用表面改性劑對(duì)磁性粒子進(jìn)行表面修飾，保證磁性粒子的穩(wěn)定分散，表面改性劑的重量為磁性粒子重量的5～100%；

②、在惰性氣體保護(hù)下，合成以磁性粒子為核，含氨基聚合物為殼的磁性微球；

③、在堿液存在下，采用二硫化碳處理步驟②得到的磁性微球，堿液的用量為磁性微球重量的5～200%，二硫化碳的用量為磁性微球重量的10～300%，反應(yīng)溫度為20～150℃，制得二硫代氨基甲酸鹽改性磁性微球；

其中，步驟②中合成磁性微球采用下述A、B或C中的一種：

A、采用自由基聚合技術(shù)，引發(fā)含氨基單體在磁性粒子表面聚合，反應(yīng)溫度50～100℃，含氨基單體重量為磁性粒子重量的50～1500%，自由基引發(fā)劑重量為含氨基單體重量的1.0～20.0%；

B、采用自由基聚合技術(shù)，引發(fā)含環(huán)氧基單體在磁性粒子表面聚合，合成以磁性粒子為核，含環(huán)氧基聚合物為殼的磁性微球，反應(yīng)溫度50～100℃，含環(huán)氧基單體重量為磁性粒子重量的50～1500%，自由基引發(fā)劑重量為含環(huán)氧基單體重量的1.0～20.0%；接著再讓磁性微球上的環(huán)氧基團(tuán)與多氨類物質(zhì)反應(yīng)，其反應(yīng)溫度50～200℃，多氨類物質(zhì)重量為磁性粒子重量的10～200%；

C、采用自由基聚合技術(shù)，引發(fā)含酯基單體在磁性粒子表面聚合，合成以磁性粒子為核，含酯基聚合物為殼的磁性微球，反應(yīng)溫度50～100℃，含酯基單體重量為磁性粒子重量的50～1500%，自由基引發(fā)劑重量為含酯基單體重量的1.0～20.0%；接著再采用乙醇鈉使磁性微球上的酯基醇解為羥基，反應(yīng)溫度為50～200℃，并通過(guò)磁性微球上的羥基與氨基偶聯(lián)劑作用，反應(yīng)溫度為50～200℃，氨基偶聯(lián)劑重量為磁性粒子重量的10～150%。